DIY Hexapod: 6 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

În acest instructable vă voi oferi ghidul pas cu pas pentru a crea un Bluetooth, Hexapod controlat de la distanță.

În primul rând, acesta este un hexapod mare și, pentru a-l muta, veți avea nevoie de 12 servomotoare puternice (MG995) și pentru a gestiona această cantitate de semnale PWM (pentru a controla fiecare motor), cel mai simplu mod de a face acest lucru este utilizarea unui Arduino Mega 2560 Trebuie remarcat faptul că s-au folosit unele echipamente suplimentare, cum ar fi imprimantele 3D și mașina de tăiat WaterFlow. Acum veți găsi toate materialele folosite și pașii de care aveți nevoie pentru a construi unul dintre acești roboți.

Pasul 1: De ce veți avea nevoie

Echipament

Fier de lipit, mașină de imprimat 3D, mașină de tăiat cu jet de apă.

Material

• Filament de imprimare 3D PLA
• siliciu,
• pedacer de oțel
• Șuruburi M3X20
• Șuruburi M3X10
• Nuci M3
• Șaibe M3
• 623zz rulmenți cu bile
• Software CAD

Componente

• (12) Servomotoare MG995
• (2) baterii de 9V
• (1) baterie de 6V, 7Amps
• Camera GoPro
• Arduino MEGA
• Arduino NANO
• (2) Joystick-uri
• (2) Modul Bluetooth HC-05
• (1) Potențiometru 10K

Pasul 2: Mecanică și proiectarea pieselor de care aveți nevoie

Design mecanic

Proiectarea mecanică începe de la numărul de servomotoare care trebuie utilizate pe picior. În acest proiect s-a decis să se utilizeze 2 servos pe picior, oferindu-i un număr mai mare de grade de libertate și făcând naturalitatea sa remarcabilă. Este clar să menționăm că în orice tip de mecanisme, mașini sau roboți cu cât aveți mai multe grade de libertate, cu atât este mai naturală mișcările și acțiunile voastre. În cadrul planului pentru acest proiect, cerințe și limitări, există 12 dispozitive de acționare care trebuie utilizate, câte 2 pe picior. După cum am menționat, motoarele servos vor fi principalele componente ale picioarelor, să presupunem că sunt acele puncte care reprezintă articulațiile robotului. Prin care se declanșează diferite mișcări către mașină, care, împreună, vor simula mișcarea care o face să meargă. Pe baza dimensiunilor servomotoarelor menționate anterior, este proiectată o carcasă în care este montat acest tip de actuator. Dimensiunile acestuia oferă puncte de referință pentru proiectarea unui sistem de fixare, pentru elementele de susținere și conectorii pentru ceea ce va compune piciorul în ansamblu. Unul dintre servomotoare este poziționat vertical și celălalt orizontal, acest lucru se datorează în principal direcției în care arborele său se va roti și activează elementul la care este înșurubat și astfel se dezvoltă mișcarea în x sau y, necesară pentru mersul hexapodul. Când priviți figurile și imaginile, puteți vedea punctele în care acestea sunt asamblate la baza principală, care sunt plăcile robotului. Dacă aruncați o privire la servomotor în poziție verticală, veți vedea că este între ambele plăci. Una dintre ele fiind înșurubată în partea superioară și cealaltă în partea inferioară. De acolo, conectorii și barele vor facilita sprijinul pentru al doilea servomotor într-o poziție orizontală, din care funcționează 4 tipuri diferite de conectori ca parte a piciorului. Acestea permit mișcarea mecanică care simulează și activează ridicarea și deplasarea acestui element; care include aceste două bare care dețin cea mai mare componentă a piciorului, pe care se sprijină și lasă aproape întreaga greutate a robotului.

Așa cum am menționat anterior, există limitări care definesc designul dvs. Pot fi diferite tipuri, fie ele mecanice, economice sau orice altă resursă esențială pentru funcționarea mașinii dvs. Aceste elemente mecanice; în acest caz servomotorii, au stabilit dimensiunile robotului. Acesta este motivul pentru care designul propus în acest manual are astfel de dimensiuni, deoarece acestea pornesc în principal de la dispozitivele de acționare și controler selectate, la care s-a adăugat mai târziu o baterie mare.

Este important să spunem că proiectarea mecanică nu este definită pentru a fi reprodusă așa cum este propus. Acest lucru poate fi optimizat chiar prin simulări de stres și oboseală ale elementelor principale, bare și / sau conectori. Ținând cont de metoda de fabricație selectată, de fabricație aditivă, puteți profita la maximum de proiectarea, simularea și imprimarea solidului care se potrivește cel mai bine sarcinilor și aplicației dumneavoastră. Având în vedere întotdeauna elementele de bază ale suportului, elementelor de fixare și rulmenților, pentru ceea ce aveți nevoie. Aceasta în funcție de rolul pe care îl joacă în mecanism. Deci, ar trebui să vă gândiți la specificațiile acestor elemente, astfel încât acestea să aibă locul potrivit împreună cu celelalte piese ale piciorului.

Pasul 3: Proiectarea electronice

2 PCB-uri unde au fost proiectate pentru robot.

1 este placa principală care va fi montată în robot, iar a doua este pentru electronica din telecomandă. PCB-ul a fost proiectat utilizând software-ul Fritzing și apoi prelucrat folosind un router CNC pentru gravarea PCB-ului.

PCB-ul principal include Arduino Mega, precum și modulul bluetooth, toate servo-urile sunt conectate și folosind două linii de alimentare care vin direct de la baterie la 2 terminale cu șurub.

PCB-ul telecomenzii are mai multe componente, dar este mai compact, începând cu montarea Arduino Nano, la acesta este conectat cele două joystick-uri pentru a controla direcția și mișcările Hexapodului, un singur buton cu rezistorul său adecvat de 220 Ohmi, un potențiometru pentru a regla înălțimea robotului și a modulului său bluetooth HC05. Toată placa este alimentată cu ajutorul unei baterii de 9V, iar elementele de pe aceasta sunt alimentate utilizând ieșirea de 5v a plăcii Arduino.

După proiectare, PCB-ul poate fi fabricat cu instrumentul special de prelucrare a PCB-ului CNC și apoi puteți continua instalarea tuturor componentelor în plăci.

Pasul 4: Pasul 4: Asamblarea

După ce aveți la dispoziție toate piesele, șuruburile și lagărele imprimate, precum și instrumentele pentru asamblarea robotului, puteți începe cu asamblarea pieselor corespunzătoare, având în vedere că bazele servomotorelor verticale sunt asamblate având o placă superioară și una inferioară, 6 dintre aceste piese cu un servomotor în interiorul lor. Acum, cuplajul la arborele servomotorului este înșurubat și la acesta piesa este conectată: "JuntaServos", care în omologul său ar avea rulmentul corespunzător pentru a facilita rotația între ambele părți. Apoi ar fi conectat la al doilea servo, servo orizontal și setul său de bare care se leagă cu celelalte 2 segmente, făcând un atașament direct la vârful de oțel. Ambele au fost înșurubate cu șuruburile indicate. Pentru a termina cu piciorul, vârful imprimat în PLA este introdus sub presiune.

Această procedură trebuie repetată de 6 ori pentru a asambla cele 6 picioare care susțin și activează robotul. In cele din urma; poziționați camera pe placa superioară, reglând-o după cum doriți utilizatorul.

Pasul 5: Pasul 5: Codificare

În această secțiune va fi descris un pic despre modul în care funcționează codul. și va fi împărțit în două părți, codul telecomenzii și codul hexapodului.

Mai întâi controlerul. Doriți să citiți valorile analogice ale potențiometrelor în joystick-uri, se recomandă ca aceste valori să fie filtrate și adecvate pentru a obține valorile numai atunci când acestea se schimbă în afara intervalului stabilit în cod. Când se întâmplă acest lucru, o valoare de tip matrice de caractere este trimisă utilizând funcția Arduino Serial.write prin Bluetooth pentru a indica faptul că una dintre valori a schimbat acest lucru pentru a putea face ceva odată ce celălalt modul Bluetooth le primește.

Acum, codul Hexapod poate fi împărțit și în 2 părți.

Prima parte este în cazul în care funcțiile care vor fi realizate în funcție de mesajele primite de bluetooth sunt desemnate, iar cealaltă parte este locul în care este necesar pentru a crea funcțiile îndeplinite de hexapod, cum ar fi mersul înainte, înapoi, rotirea, altele lucru pe care doriți să-l faceți în cod este să desemnați variabilele necesare pentru funcționarea atât a comunicației bluetooth, cât și a funcțiilor servo-urilor și a mișcărilor lor în fiecare picior.

funcția Serial.readBytesUntil este utilizată pentru a obține întreaga gamă de caractere, adică 6, toate comenzile au 6 caractere, ceea ce este ceva foarte important de luat în considerare. În forumurile Arduino puteți găsi referințe despre cum să selectați parametrii optimi, astfel încât mesajul să fie primit corect. După obținerea întregului mesaj, acesta este comparat cu funcția strcmp () și un set de funcții if care atribuie valori unei variabile este apoi utilizat pentru a atribui funcția unui hexapod într-o funcție de comutare.

Există funcții suplimentare, care una dintre ele la primirea comenzii „POTVAL” modifică înălțimea robotului, o altă funcție modifică înălțimea relativă a fiecărui picior și rotația statică a acestuia, acest lucru se realizează cu joystick-ul, iar când butonul este apăsat în control, comanda „BOTON” este recepționată în codul hexapod și modifică viteza de mișcare a hexapodului.

Pasul 6: Testarea

În următorul videoclip se arată cum a evoluat Hexapodul în timp și pentru a vedea testarea și rezultatul final.